Weydemeyer war der Sohn eines preußischen Regierungsbeamten. Nach dem Besuch der Kriegsschule in Berlin wurde er 1839 Artillerieleutnant und diente in Wesel und Köln. Weydemeyer trat in Verbindung mit Junghegelianern und Mitarbeitern der "Rheinischen Zeitung". 1845 schied er aus der Armee aus und war dann vorwiegend als Redakteur tätig. Er befreundete sich mit Marx und Engels, trat 1847 dem Bund der Kommunisten bei und nahm an der Revolution von 1848 teil. Politischen Verfolgungen ausgesetzt, flüchtete er 1851 in die Schweiz und emigrierte von dort aus in die USA. Als Redakteur, Journalist, Redner und Organisator legte er in den folgenden Jahren den Grundstein für die Verbreitung Marxscher Ideen in den USA. Bei Ausbruch des Bürgerkrieges trat Weydemeyer als Artilleriehauptmann in die Armee der Nordstaaten ein und hatte zum Ende des Krieges den Dienstgrad Oberst. Seit 1864 war er erneut politisch und journalistisch tätig und zuletzt höchster Finanzbeamter in der Stadtverwaltung von St. Louis. Er starb an der Cholera.